On-line sample pretreatment using membrane/membraneless gas-diffusion for selective chemical analysis of specific analytes as volatiles

การเตรียมตัวอย่างแบบออนไลน์โดยใช้แก๊สติฟฟิวชั่นแบบมีและไม่มีเยื่อเลือกฝ่านเพื่อการวิเคราะห์ทางเคมีอย่างจำเพาะเจาะจงของสารในรูปสารระเหย

Name: Nathawut Choengchan

LCSH: Ammonium

LCSH: Diffusion

MeSH: Ethanol

MeSH: Iodides

MeSH: Membranes

MeSH: Quaternary Ammonium Compounds

MeSH: Spectrophotometry

Abstract: This work describes method development for on-line sample pretreatment employing both a well-known membrane gas-diffusion (GD) and a newly invented membraneless gas-diffusion (MGD). These methods are suitable for chemical analysis of volatiles by flow injection (FI) technique. Firstly, the GD-FI for kinetic determination of iodide based on its catalytic effect on the redox reaction between Ce(IV)-As(III) was developed. To apply this indicator reaction to pharmaceutical products, separation of iodide from matrix interferences is necessary. By means of GD, molecular iodine (oxidized form of iodide analyte) diffuses through a hydrophobic membrane. Iodine is then reduced back to iodide by As (III) with subsequent catalyses the indicator reaction. Under the optimal condition, kinetics of the reaction is a pseudo-first order. Two linear calibration methods were achieved. These were ‘full kinetic’ (for investigating kinetic behavior of the reaction) and ‘fixed-time’ (for real application) methods. Linear calibration of 0.1 to 1 mg I/L was accomplished with a limit of detection (3S/N) of 0.06 mg I/L. The system was applicable for pharmaceutical products. Another membrane-based FI technique was also constructed for ‘one shot analysis’ of iodide in multi-vitamins. The method relied on chemiluminescence (CL) detection of iodineluminol reaction. It was found previously that ascorbic acid (major ingredient in multi-vitamins) interfered extensively. Elimination of ascorbic acid prior to the analysis of iodide is thus required. An in-house strong anion exchange (SAX) column was fitted onto an injection valve for on-line removal of ascorbic acid with subsequent elution of iodide prior to its determination by the GD-FICL. Linear calibration was obtained in the range of 1 to 10 mg I/L, with a detection limit (3S/N) of 0.12 mg I/L. The newly innovative device, known in this work as ‘MGD’, was investigated for its potential use with the FI technique for determination of ethanol and ammonium ion. Detection of ethanol was based on reduction of dichromate to Cr(III) in acidic medium. Cr(III) was spectrophotometrically detected at 590 nm. Linear calibration was obtained in the range of 0.5 to 30 % (v/v) ethanol, with the limit of detection (3S/N) of 0.27 % (v/v). For determination of ammonium ion, the method was based on color change of cresol red indicator from orange to red in the presence of ammonia. Color alteration was spectrophotometrically monitored at 575 nm. A linear calibration was accomplished in the range of 0.5 to 5.0 x 10-4 M NH4 +, with detection limit (3S/N) of 0.37 x 10-4 M NH4 +.

Abstract: งานวิจัยนี้บรรยายถึงการพัฒนาระบบการเตรียมตัวอย่างแบบออนไลน์โดยใช้แก๊สดิฟฟิวชั่นแบบมีเยื่อเลือกผ่านซึ่งเป็นที่รู้จักกันดี และโดยใช้แก๊สดิฟฟิวชั่นแบบไม่มีเยื่อเลือกผ่านซึ่งเป็นวิธีที่คิดค้นขึ้นใหม่ทั้งสองวิธีนี้สามารถนำไปวิเคราะห์เชิงเคมีของสารระเหยด้วยเทคนิคโฟลอินเจคชันได้อย่างเหมาะสมระบบแรกที่พัฒนาได้แก่ การใช้แก๊สดิฟฟิวชั่นโฟลอินเจคชันเพื่อวิเคราะห์หาปริมาณไอโอไดด์โดยอาศัยปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างซีเลียม (IVX และอาร์ซีนิก (III) โดยมีไอโอไดด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการประยุกต์ปฏิกิริยานี้เพื่อใช้วิเคราะห์ปริมาณไอโอไดด์ในตัวอย่างยาจำเป็นต้องแยกไอโอไดด์ออกจากตัวรบกวนที่พบในตัวอย่างซึ่งทำได้โดยการใช้แก๊สดิฟฟิวชั่นไอโอดีที่เกิดจาการออกซิไดส์ไอโอไดด์จะแพร่ผ่านเยื่อเลือกผ่านแบบไฮโดรโฟบิกแล้วจึงถูกรีดิวซ์กลับมาเป็นไอโอไดด์ด้วยอาร์ซีนิก (III) เพื่อเร่งปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างซีเลียม (IV) และอาร์ซีนิก (III) ต่อไปพบว่าจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเป็นแบบ pseudo-first order ภายใต้สภาวะการทดลองที่เหมาะสมทำให้สามารถสร้างสมการเส้นตรงได้ 2 วิธี คือ วิธี full kinetic (สำหรับศึกษาจลนศาสตร์ของปฏิกิริยา) และวิธี fixed-time (สำหรับการนำไปวิเคราะห์ตัวอย่าง) โดยสมการเส้นตรงอยู่ในช่วงความเข้มข้นของไอโอไดด์ระหว่าง 0.1 ถึง 1 มิลลิกรัมไอโอไดด์ต่อลิตรและมีขีดจำกัดต่ำสุดของการวิเคราะห์เท่ากับ 0.06 มิลลิกรัมไอโอไดด์ต่อลิตร ระบบที่อาศัยการแพร่ผ่านโดยต้องใช้เยื่อเลือกผ่านอีกระบบหนึ่งที่พัฒนาขึ้นคือระบบสำหรับวิเคราะห์ไอโอไดด์ในตัวอย่างยาด้วยวิธีแก๊สดิฟฟิวชั่นโฟลอินเจคชันโดยอาศัยการตรวจวัดการเรืองแสงทางเคมีของปฏิกิริยาระหว่างไอโอดีและลูมินอลพบว่าวิตามินซีรบกวนการวิเคราะห์อย่างรุนแรงจำเป็นต้องกำจัดวิตามินซีในตัวอย่างเสียก่อน ดังนั้นจึงได้พัฒนาคอลัมน์ที่บรรจุเรซินชนิดแอนไอออนแล้วนำไปประกอบที่อินเจคชันเพื่อแยกวิตามินซีออกจากไอโอไดด์แบบออนไลน์แล้วจึงชะไอโอไดด์ออกเพื่อวิเคราะห์หาปริมาณไอโอไดด์ต่อไป พบว่าสามารถสร้างสมการเส้นตรงในช่วง 1 ถึง 10 มิลลิกรัมต่อลิตรได้โดยมีขีดจำกัดต่ำสุดของการวิเคราะห์เท่ากับ 0.12 มิลลิกรัมไอโอไดด์ต่อลิตร นอกจากนี้ยังได้ทำการพัฒนานวัตกรรมสำหรับวิเคราะห์สารระเหยด้วยระบบโฟลอินเจคชันอุปกรณ์นี้ทำให้เกิดการแพร่ผ่านของแก๊สโดยไม่ต้องใช้เยื่อเลือกผ่านดังนั้นอุปกรณ์นี้จึงมีชื่อว่า “เมมเบรนเลสแก๊สดิฟฟิวชั่น” ได้ศึกษาการนำอุปกรณ์ไปใช้งานได้จริงโดยประยุกต์ใช้ร่วมกับเทคนิคโฟลอินเจคชันเพื่อวิเคราะห์หาปริมาณเอทานอลและแอมโมเนียม สำหรับการวิเคราะห์เอทานอล อาศัยปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างเอทานอลกับไดโครเมทในสภาวะกรดเกิดเป็นโครเมียม (III) จากนั้นจึงตรวจวัดโครเมียม (III) ที่ 590 นาโนเมตร พบว่าได้สมการเส้นตรงในช่วงความเข้มข้นของเอทานอลระหว่างร้อยละ 0.5 ถึง 30 โดยมีขีดจำกัดต่ำสุดของการวิเคราะห์เท่ากับร้อยละ 0.27 สำหรับการวิเคราะห์แอมโมเนียม อาศัยการเปลี่ยนสีของครีซอลเรดจากส้มเป็นแดงในสภาวะที่มีแอมโมเนียพบว่าได้สมการเส้นตรงในช่วงความเข้มข้นของแอมโมเนียมระหว่าง 0.5 x104 ถึง 5x104 โมลาร์ได้โดยมีขีดจำกัดต่ำสุดของการวิเคราะห์เท่ากับ 0.37x104 โมลาร์

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Duangjai Nacapricha

Role: Thesis Advisors

Created: 2006

Modified: 2553-06-23

Issued: 2010-06-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740479367

CallNumber: TH N276o 2006

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Analytical Chemistry

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4536620.pdf	9.19 MB	38	2018-05-29 11:25:21

ใช้เวลา

0.446769 วินาที